户外预制舱变电站前接线二次设备研究
一、技术现状
随着科技水平的向前发展，电网建设不断取得突破，智能化网络技术的突破，常规变电站中大量的控制电缆接线，被新出现的光缆接线所代替，不仅能够大量节约有色金属的使用，而且可以传输的信息量超过使用电缆时代，可以减少二次接线的工作量，缩短工期，降低难度，提高准确性。
二次接线均是 对电子插箱式的二次电子设备进行相应的配线，几乎所有的二次设备生产厂家的产品均按照机箱式设计其二次产品。
大部分的二次设备安装在屏柜内，嵌入式安装，柜前为装置前板，一般包含液晶屏及控制键，主要是 用于相关人员与上位机进行人机对话，柜后为装置接线板，主要是 装置的动力及信息的输入输出。
二、新型接线的演变过程
采用预制舱安装二次组合设备是 标准配送式智能变电站的核心内容，适用于户外AIS、户外GIS和二次设备未下放布置的户内GIS变电站。
预制舱内除保护自动化等传统二次设备外，还需要包括交直流系统、服务器、光端机、电能量采集、辅助系统监控等许多设备，而预制舱考虑 运输因素，舱体结构受限。
前期受技术条件制约，预制舱内屏柜多为单列布置。
由于二次设备舱的造价较高，在调试运维的 方便的前提下， 大限度的利用有限的二次舱空间，所以对单舱体双列布置进行探讨，有非 常突出的价值。
二次屏柜及装置的前接线技术使得屏柜单舱体双列布置成为可能。
此种 模式具体方案如下：仍采用普通二次屏柜，机柜后门侧贴舱壁布置，在屏柜侧面开门，维护时打开侧面。这种 方式的优点是 保留了以往的布置习惯，改动较小，以往的二次装置的背板设计仍然适用。
但这种 方案也有 的限制性，在现场打开舱门维护机柜时不利于防雨雪，二次设备直接暴露在户外，对二次设备的 稳定运行造成很大影响，运维人员工作受环境影响很大，工作环境很恶劣，舱体受力受到影响，运输时加装防护措施。现场维护时由防雨侧壁上的门进入舱体外壁，打开舱体侧门进行维护。
之后设计出双排并增加集装箱侧面视窗方案(装置面板朝外)。
该方案屏柜靠墙布置，内侧开门，设备接线侧在集装箱内侧。同时，为运行维护方便，在集装箱外侧增加视窗，用于观察显 示屏。由于该方案液晶屏设在集装箱侧面，无法开门，只能观察运行情况，不能设置把手等操作设备。
对于装置面板朝外方案，可进行相应改进取消装置显 示屏，以扫描设备替代，用于在运行维护时获取设备实施运行信息。另外，此方案需要额外增加防雨侧壁，在 ，该方案应用广泛，在国内因为不适应运行人员的运行习惯而较少采用。
在外柜柜体没有想到合适的办法后，将想法投向内柜柜体，有关专家提出摇架式机柜方案。摇架式机柜应用于单侧设门的机柜，将装置布置与柜门上，使其可以与柜门同时移动，便于二次接线，这种 方案在 程度上解决了背板接线困难的问题。这种 方案适用于电缆进线的二次屏柜及开关柜。而对于智能变电站来说， 多的信息通过光缆传输，光缆易断，很容易在装置移动过程中损坏。因此该方案不适用于智能化变电站的建设。
有光纤接口的二次设备不适合采用摇架式前开门，例如保护测控装置、故障录波器、备自投装置等。所以，考虑 前板接线改造方案。
有关厂家提出对二次设备机箱结构提出调整的建议，常规二次装置采用电子插箱式结构，可以扩展插板的模式实现功能的扩展。现对常规结构机箱进行区域调整，己达到可以预期的效果。
针对现有装置的硬件架构特点，创新提出如下前板接线改造方案。
方案1：翻前面板方案
对于装置硬件设计 为复杂的背板部分无需改动，仅需把人机界面换个方向。人机界面所在前面板采用可翻转结构，在接线或检修时，可将其翻起(类似于笔记本电脑显 示屏)，正常运行时可将其翻下，既可满足现场运行查看的需要，又可将前板接线部分在视觉效果上进行遮挡，满足外形美观的要求。
走线槽位于装置四周，其中光缆朝上方和左方布线，电缆朝下方和右方走线，功能区域清晰，便于运维施工和查线。
通过对现有二次装置进行前板接线改造，使其可以适用于屏柜前开门布置，从而实现预制舱屏柜双列布置。此方案对现有装置硬件结构改动量小，同时可巧妙兼顾施工、运行的使用需求。
方案2：液晶屏后置方案
柜体前门为玻璃+钣金外框组合而成，左、右竖向门立柱上开有散热孔 。液晶操作区为柜内置式，整体液晶屏操作板安装于屏内支撑面板上面，支撑面板上安装有合页及锁，使用时先开启锁，面板能够上下翻转(可方便装置接线)。右侧靠近门侧安装端子。
方案3：旋转门结构方案
本方案将液晶板采用可旋转式设计，预留后背板出线的空间，背板与液晶显 示板利用通信线RJ45插座相连。
该方案通过对现有二次装置进行结构改造，可巧妙的解决液晶显 示与背板接线的问题，可以看做是 方案1和方案2的优化集成。
方案4：分布式液晶屏方案
本方案将液晶板采用分布式布置，以一个独 立的元件与整体机箱分离，通过柜体内固定安装，统一装置接口，对任意一个装置均能显 示，即使装置故障，可直接 换设备，无需考虑 显 示问题。
外置显 示终端如果安装在装置前侧，结构设计非 常困难，装置整体的美观性、完整性、可维护性等均有较大程度下降。结构需要考虑 外置显 示终端的支撑和固定、装置接线维护的方式等内容，与现有装置的结构设计差异较大。但是 与各种 不同尺寸的控制保护装置均可方便配置，装置无需改动，不需开启柜门，即可进行装置状态，集中安装在适合人体操作高度的位置，不用踩凳或弯腰观察和操作，不会影响到屏内接线，可触及，但可设计为密码保护。
对比分析以上出现的种 种 方案，方案1~方案3基本以现有的设备为原型，尽量保持现有的运行习惯和模式，现场均能实现功能。能够解决目前变电站现场遇到的问题，有较高的可行性及 的实用性。
方案4提出了设备分离，且可以进行多装置互换配合，站在配送式的角 度考虑 ，该方案有较高的设计理念。结合组合式二次设备 的目的，提供一个标准化的人机对话窗口。
在现有的设计方案和厂家技术水平下，现阶段推荐装置采用旋转门结构做为110kV撬装房变电站二次屏柜的前接线方案。
三、未来变电站接线模式探讨
未来变电站的二次设备集中布置，可看成变电站的数据 ，处理全站的信息，并与外部进行通信，二次装置高度集成，灵活，而电子插箱式设备体积将会缩小，功能 提高，以插件的形式嵌入集成智能柜体，智能柜体可以对内部插件进行管理，均有 的自我管理和远方警报功能。内部接线全部固化，插件可以热插拔，柜内装置与柜外联系的时，线缆通过柜内的走线槽至柜体上的航空插头与柜外设备进行信息及能量的交换。
